(57)【要約】【課題】半導体発光素子の外観歩留りを改善する。【解決手段】半導体発光素子は、半導体層上にパッド電極を有し、少なくとも半導体層が保護膜で被覆されている。パッド電極の上面周辺部に、保護膜から離間したストッパ部材を少なくとも一つ有する。ストッパ部材は半弧状とし、弦側がパッド電極の中央側に面する姿勢となるように配置する。これにより、半導体発光素子の電気・光学特性を測定する際、パッド電極上をプローブ針が滑っても、ストッパ部材の半弧状の凹面でプローブ針を案内して確実に堰き止めることができ、プローブ針が保護膜に達する事態を回避できる。また正負の電極にパッド電極をそれぞれ設け、一対のストッパ部材が互いに近接する位置に設ることが好ましい。【選択図】図８
2011111642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体層上にパッド電極を有し、少なくとも前記半導体層が保護膜で被覆されている半導体発光素子であって、
前記パッド電極の上面周辺部に、前記保護膜から離間したストッパ部材を少なくとも一つ有することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体発光素子であって、
前記ストッパ部材が、半弧状であることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体発光素子であって、
前記ストッパ部材は、半弧状の弦側が、前記パッド電極の中央側に面する姿勢に配置されてなることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一に記載の半導体発光素子であって、
前記パッド電極を少なくとも一対有し、
一対の前記パッド電極にそれぞれ前記ストッパ部材が一つ設けられ、
前記一対のストッパ部材は、互いに近接する位置に設けられてなることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体発光素子であって、
前記一対の前記ストッパ部材は、互いに最短距離となるように向かい合っていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一に記載の半導体発光素子であって、
前記ストッパ部材が、前記保護膜と同じ材質で構成されてなることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体発光素子であって、
前記ストッパ部材が、前記保護膜と略同じ高さに形成されてなることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一に記載の半導体発光素子であって、さらに、
前記半導体層とパッド電極との間に、全面電極を設けてなることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体発光素子であって、
前記全面電極が、透光性電極であることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１０】
半導体発光素子の製造方法であって、
基板上に半導体層を積層する工程と、
前記半導体層上に、部分的にパッド電極を設ける工程と、
前記半導体層上に、該半導体層を覆う保護膜を設ける工程と、
前記パッド電極上の周辺部分に、前記パッド電極の表面から突出させたストッパ部材を設ける工程と、
を含むことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の半導体発光素子の製造方法であって、さらに、
前記ストッパ部材を設ける工程に続き、前記パッド電極上にプローブ針を押し当てて検査試験を行う工程を含むことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子、特にパッド電極を備える半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）やレーザダイオード（以下、「ＬＤ」という。）等の半導体発光素子において、複数の半導体層で構成される多層構造の半導体発光部の上に、半導体層に電流を供給するためのパッド電極と、そのパッド電極を周囲から電気的に絶縁し、且つ半導体層を保護する絶縁性保護膜とをそれぞれ設ける場合がある。【０００３】
特に、パッド電極が同一面側に形成され、パッド電極形成面を主光取り出し面とするフェイスアップ実装の場合、パッド電極が発光層で発光した光を吸収するため、光取り出し効率が低下する原因となる。この場合、パッド電極は、光出力向上のためにその形状や材料、配置等について種々の研究開発が行われている。【０００４】
パッド電極に関する従来技術として、光透過性電極層と電気的に接続され光透過性電極層を通じて半導体層にキャリアを供給するためのキャリア用電極と、キャリア用電極と電気的に接続された、ワイヤボンディング用のパッド電極とを含む半導体発光素子において、パッド電極を、基板の表面等、光透過性電極の表面以外の位置に配置させた半導体発光素子が開示されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、半導体層の上面にある光透過性電極層をほとんど遮ることなく、半導体発光素子の全面を発光させることができる。【０００５】
また、フェイスアップ型チップ用の透光性正極において、半導体層上に形成された透光性電極及び前記透光性電極上に形成されたボンディングパッド電極からなり、ボンディングパッド電極が少なくとも透光性電極と接する面に反射層を有する半導体発光素子用の正極が開示されている（例えば、特許文献２参照）。これにより、ボンディングパッド電極と透光性電極とが接する面での光の吸収による光の減衰の程度を下げることができ、光取り出し効率を上げ、発光強度を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２８１５８１号公報
【特許文献２】特開２００６−６６９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のような半導体発光素子では、半導体発光素子自体の大きさを変えない場合、パッド電極を設置する基板の領域が必要となるため、パッド電極が設置された基板の上には半導体層が形成できない。このため、必然的に半導体層（発光層）の面積が小さくなり、光出力が低下する。また、半導体層の面積を変えない場合でも、パッド電極を設置する基板の領域が必要となるので、基板の面積を大きくしなければならない。そのため、得られる半導体発光素子の数が減少し、量産性には不向きである。【０００８】
さらにまた、特許文献２のような半導体発光素子では、パッド電極が反射率の高い金属を用いた反射層を有していても、金属には光吸収作用があり、反射を繰り返すたびに吸収される光があることが懸念される。【０００９】
したがって、半導体発光素子自体の大きさを変えず、発光層からの光の吸収を抑制するには、パッド電極の径が小さいほど優位である。しかしながら、パッド電極の小径化に伴い、発光素子の電気・光学特性を測定する際、測定用プローブ針がパッド電極上を滑り、はみ出てしまうことによる測定異常、さらにパッド電極又は半導体層を覆う保護膜の破損が生じ、外観歩留りの低下に至る恐れがあった。【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、外観歩留りに優れた半導体発光素子及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、前記課題は次の手段により解決される。【００１２】
本発明に係る半導体発光素子は、半導体層上にパッド電極を有し、少なくとも前記半導体層が保護膜で被覆されている半導体発光素子であって、前記パッド電極の上面周辺部に、前記保護膜から離間したストッパ部材を少なくとも一つ有する。これにより、半導体発光素子の電気・光学特性を測定する際、ストッパ部材がプローブ針をパッド電極上にとどめ、保護膜の破損を抑制することができる。【００１３】
また半導体発光素子は、前記ストッパ部材が半弧状であることが好ましい。これにより、さらに効率良くプローブ針がパッド電極上でとどまることができる。また、パッド電極上にストッパ部材を設けても、パッド電極と外部電極とを接続する導電性ワイヤと、パッド電極との接合強度を維持することができる。【００１４】
さらに半導体発光素子は、前記ストッパ部材を、半弧状の弦側が、前記パッド電極の中央側に面する姿勢となるように配置することができる。これにより、パッド電極上をプローブ針が滑っても、半弧状の凹面でプローブ針を案内して確実にストッパ部材で堰き止めることができ、プローブ針が保護膜に達する事態を回避できる。【００１５】
さらにまた半導体発光素子は、前記パッド電極を少なくとも一対有し、一対の前記パッド電極にそれぞれ前記ストッパ部材が一つ設けられ、前記一対のストッパ部材は、互いに近接する位置に設けられてなることが好ましい。これにより、発光素子の電気・光学特性を一対のプローブ針を用いてそれぞれのパッド電極に接触させて測定する際、測定される半導体発光素子の位置やバランスを安定させることができる。特に、一対の前記ストッパ部材を、互いに最短距離となるように向かい合って配置することが好ましい。【００１６】
さらにまた半導体発光素子は、ストッパ部材を、前記保護膜と同じ材質で構成することができる。これにより、同じ材質を用いることで製造コストの高騰を抑制できる。【００１７】
さらに前記ストッパ部材を、前記保護膜と略同じ高さに形成することで、保護膜の製造時にストッパ部材も形成することが可能となり、製造工数を増やすことなくストッパ部材を追加でき、製造コスト面で有利となる。【００１８】
さらにまた半導体発光素子は、前記半導体層とパッド電極との間に、全面電極を設けることができる。これにより、パッド電極が小径化しても、全面電極を通して半導体層へ均等に電流を拡散でき、効率よく発光させることができる。【００１９】
さらに前記全面電極を、透光性電極とすることで、半導体層側からの光を全面電極を透過させて、半導体発光素子外部側に効率よく取り出すことができ、発光出力を改善できる。【００２０】
さらにまた半導体発光素子の製造方法は、基板上に半導体層を積層する工程と、前記半導体層上に、部分的にパッド電極を設ける工程と、前記半導体層上に、該半導体層を覆う保護膜を設ける工程と、前記パッド電極上の周辺部分に、前記パッド電極の表面から突出させたストッパ部材を設ける工程とを含むことができる。また前記ストッパ部材を設ける工程に続き、前記パッド電極上にプローブ針を押し当てて検査試験を行う工程を含むこともできる。これにより、半導体発光素子の電気・光学特性を測定する際、ストッパ部材がプローブ針をパッド電極上にとどめ、保護膜の破損を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の半導体発光素子及びその製造方法によれば、外観歩留りに優れた半導体発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第一の実施形態に係る半導体発光素子のパッド電極とストッパ部材を示す概略平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ’線における概略断面図である。
【図３】第二の実施形態に係る半導体発光素子のパッド電極とストッパ部材を示す概略断面図である。
【図４】第三の実施形態に係る半導体発光素子のパッド電極とストッパ部材を示す概略平面図である。
【図５】図４のＩＩＩ−ＩＩＩ’線における概略断面図である。
【図６】変形例に係る図４のＩＩＩ−ＩＩＩ’線における概略断面図である。
【図７】第四の実施形態に係る半導体発光素子を示す概略平面図である。
【図８】図７のＩＶ−ＩＶ’線における概略断面図である。
【図９】プローブ針による電気・光学特性測定後の半導体発光素子の保護膜破損を、光学顕微鏡で上面から撮影した写真のイメージ図である。
【図１０】パッド電極の開口部径と保護膜破損発生率の関係を示すグラフである。
【図１１】導電性ワイヤをワイヤボンディングした半導体発光素子を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明を実施するための形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための半導体発光素子やその製造方法を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定されるものでは決してない。実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明に過ぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する様態としても良いし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
【００２４】
まず、電気・光学特性測定時のプローブ針による保護膜破損について説明する。図９は、プローブ針による電気・光学特性測定後の半導体発光素子の保護膜破損を、光学顕微鏡で上面から撮影した写真のイメージ図である。図において、プローブ針の測定位置ずれと、それによる保護膜破損を示すプローブ針痕を太線の枠で付記している。この図に示すように、プローブ針がパッド電極上を滑ってパッド電極上面外周部の保護膜に接触し、保護膜が破損している様子が確認できる。
【００２５】
また図１０は、パッド電極の開口部径と、保護膜破損発生率の関係を示すグラフである。ここでパッド電極の開口部径とは、パッド電極上面の露出している領域の直径を示す。図１０から、パッド電極の開口部径が６０μｍ以下になると、発光素子の電気・光学特性を測定する際、測定用プローブ針による保護膜破損発生率が極端に上がることが判る。
＜第一の実施形態＞
【００２６】
次に、第一の実施形態について、図１〜図２に基づいて詳述する。図１は、第一の実施形態に係る半導体発光素子のパッド電極とストッパ部材を示す概略平面図である。図２は、第一の実施形態に係る半導体発光素子のパッド電極とストッパ部材を示し、図１のＩＩ−ＩＩ’線における概略断面図である。
【００２７】
第一の実施形態に係る半導体発光素子は、パッド電極１０と、半導体層１１と、保護膜１２と、ストッパ部材１３とを少なくとも有する。この半導体発光素子は、発光部を含み、複数の半導体層で構成される多層構造の半導体層１１の上に、半導体層１１に電流を供給するためのパッド電極１０と、そのパッド電極１０を周囲から電気的に絶縁し、且つ半導体層１１を保護する絶縁性保護膜１２とを有する。保護膜１２は、パッド電極１０の側面及び上面の外周と半導体層１１の上面とを覆っており、パッド電極１０は上面の一部が露出している。
【００２８】
パッド電極１０は上面視で略円形を成しており、上面外周は保護膜１２で覆われている。パッド電極１０の上面周辺部には、保護膜１２から離間したストッパ部材１３が設けられている。
【００２９】
ストッパ部材１３は、図１等に示すように、パッド電極の隅部に配置する。好ましくは、パッド電極の縁に沿った形状とすることで、ワイヤボンディングのための領域をパッド電極上に確保できる。ストッパ部材１３は、パッド電極１０の上面外周を覆う保護膜１２の形状に沿って半弧状であり、上面視でパッド電極１０の外側に設けられるのが好ましい。このとき、パッド電極１０の上面はストッパ部材１３で被覆される領域以外に、露出した十分な領域を確保している。
【００３０】
半弧状のストッパ部材１３は、半弧状の窪んだ凹面部分がプローブ針を配置する領域に面する姿勢、言い換えると半弧の弦側がプローブ針に面する姿勢に配置される。このような配置によって、プローブ針がパッド電極上を滑ってストッパ部材１３と接触しても、半弧状の凹面にプローブ針を案内して補足し易くなる。このため、直線状の場合と比べ、ストッパ部材によるプローブ針の堰き止め機能を発揮し易くなり、ストッパ部材に接触したプローブ針がさらに滑って保護膜に達する事態を回避できる。
【００３１】
また、ストッパ部材１３は、このような半弧状に限定されるものでない。例えば、円周状、く字状型等、ストッパ部材１３によりプローブ針をパッド電極１０上に留めつつ、パッド電極１０を外部電極と接続するための導電性ワイヤを設置する領域を確保できる形状のものを適宜使用することができる。さらに、パッド電極１０の上面は、凹凸を有する粗面、又は平面のどちらであっても厭わない。
【００３２】
これにより、半導体発光素子の電気・光学特性を測定する際、プローブ針の滑る方向にストッパ部材１３が設けられるため、ストッパ部材１３がプローブ針のパッド電極１０上の滑り量を抑制し、プローブ針をパッド電極１０上に留めることができる。また、ストッパ部材１３を半弧状とすることにより、プローブ針がパッド電極１０上で留まるための面積が広くなり、プローブ針が滑ってもストッパ部材１３で効率良く留まることができる。さらに、パッド電極１０上に、パッド電極１０と外部電極とを接続する導電性ワイヤを設置する領域を確保することができ、パッド電極１０と導電性ワイヤとの接合強度を維持することができる。
【００３３】
また、このようにストッパ部材を設けることにより、パッド電極の径が小さくなっても、ブローブ針による保護膜破損や、プローブ針がパッド電極上を滑りパッド電極からはみ出ることによる測定異常を抑制することができる。このため、パッド電極の径を小さくすることが可能となり、発光層からの光がパッド電極直下で吸収される成分を減少させ、発光層の大きさ即ち半導体発光素子の大きさ自体を変えることなく、発光効率を向上させることができる。
＜第二の実施形態＞
【００３４】
次に、第二の実施形態に係る半導体発光素子について、図３に基づいて説明する。図３は、第二の実施形態に係る半導体発光素子のパッド電極とストッパ部材を示す概略断面図である。第二の実施形態に係る半導体発光素子は、半導体層１１とパッド電極１０の間に全面電極１４が設けられる以外は、第一の実施形態と実質的に同様である。
【００３５】
第二の実施形態に係る半導体発光素子は、半導体層１１上に全面電極１４を有し、全面電極１４上にパッド電極１０が設けられる。保護膜１２は、パッド電極１０の側面及び上面外周と全面電極１４とを覆っている。略円形を成すパッド電極１０の上面周辺部に、保護膜１２から離間したストッパ部材１３が設けられている。ストッパ部材１３は、パッド電極１０の上面外周を覆う保護膜１２の形状に沿って半弧状である。パッド電極１０の上面はストッパ部材１３で被覆される領域以外に、露出した十分な領域を確保している。
【００３６】
特に半導体層１１が、異なる導電型の半導体層を有し、各半導体層にそれぞれパッド電極が設けられている半導体発光素子の場合、電気抵抗が大きい導電型半導体層では、パッド電極からの電流が半導体層全面に伝わりにくい。そこで、この全面電極１４をパッド電極１０と半導体層１１の間に設けることにより、パッド電極１０が小径化しても、全面電極１４を通して半導体層１１へ均等に電流を広げることができる。さらに全面電極１４が透光性電極である場合、半導体層１１の発光部からの光が全面電極１４を透過し、半導体発光素子外部へ発光される。
＜第三の実施形態＞
【００３７】
次に、第三の実施形態に係る半導体発光素子について、図４〜図６に基づいて説明する。図４は、第三の実施形態に係る半導体発光素子のパッド電極とストッパ部材を示す概略平面図である。図５は、図４のＩＩＩ−ＩＩＩ’線における概略断面図である。また図６は、変形例に係る図４のＩＩＩ−ＩＩＩ’線における概略断面図である。第三の実施形態に係る半導体発光素子は、保護膜１２のパッド電極１０を覆う領域が異なる以外は、第一の実施形態と実質的に同様である。
【００３８】
第三の実施形態に係る半導体発光素子は、半導体層１１上にパッド電極１０を有し、パッド電極１０上にストッパ部材１３が設けられている。ここで、保護膜１２は、少なくとも半導体層１１を被覆していれば良く、パッド電極１０の上面において、ストッパ部材１３が設けられた領域以外が露出している構造とすることもできる。また保護膜１２は、図５の断面図に示すように、半導体層１１を覆う保護膜１２の高さと同じ高さに位置するパッド電極１０の側面に接していても良いし、あるいは図６の断面図に示すように離間していてもよいし、あるいはまた上述した第一、第二の実施形態のように、パッド電極の側面全体を被覆していても問題ない。さらにまた、第三の実施形態に係る半導体発光素子も、第二の実施形態と同様、半導体層１１とパッド電極１０の間に、全面電極１４を有することもできる。
＜第四の実施形態＞
【００３９】
次に、第四の実施形態に係る半導体発光素子について、図７〜図８に基づいて説明する。図７は、第四の実施形態に係る半導体発光素子を示す概略平面図である。図８は、図７のＩＶ−ＩＶ’線における概略断面図である。
【００４０】
第四の実施形態に係る半導体発光素子は、基板２０上に半導体層１１が設けられる。半導体層１１上には、半導体層１１に電流を供給するためのパッド電極１０が二つ設けられている。なお、このパッド電極１０と半導体層１１との間には、パッド電極１０のオーミック接触を可能にする全面電極１４を有していても良い。さらに、パッド電極１０を周囲から電気的に絶縁し、且つ半導体層１１又は全面電極１４を保護する絶縁性保護膜１２を有する。保護膜１２は、パッド電極１０の側面及び上面外周と、全面電極１４と、半導体層１１の側面の一部及び上面を覆っている。パッド電極１０は上面の一部が露出している。
【００４１】
パッド電極１０は上面視で略円形を成しており、上面外周は保護膜１２で覆われている。各パッド電極１０の上面周辺部には、保護膜１２から離間したストッパ部材１３が一つ設けられている。このようにストッパ部材は、ｐ側電極のみならず、ｎ側電極に設けることもできる。また、ｎ側電極のみに設ける構成としてもよい。
【００４２】
ストッパ部材１３は、パッド電極１０の上面外周を覆う保護膜１２の形状に沿って半弧状であり、上面視でパッド電極１０の外側に設けられるのが好ましい。また、この一対のストッパ部材１３は、最短距離となるように向かい合っている。これにより、プローブ針ＰＢの滑る方向にストッパ部材１３が設けられるため、プローブ針ＰＢが滑ってもストッパ部材１３で効率良くとどまることができる。また、半導体発光素子の電気・光学特性を測定する際、一対のプローブ針ＰＢをパッド電極１０に接触させることに伴う負荷がかかっても、負荷のバランスを維持し、測定される半導体発光素子の位置やバランスを安定させることができる。
【００４３】
以下、本実施形態の各構成について詳述する。
（半導体発光素子）
【００４４】
半導体発光素子は、ＬＥＤやＬＤ等を利用することができ、当該分野で使用されているもののいずれをも使用することができる。このような半導体発光素子として、ＺｎＳｅやＧａＮ等種々の半導体を用いたもの、好適なものとして蛍光体を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体（ＩｎXＡｌYＧａ(l-X-Y)Ｎ、０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）を挙げることができる。これら以外にも、半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。
（保護膜）
【００４５】
半導体発光素子には、ＳｉＯ2等の絶縁性の保護膜を形成することができる。保護膜は、少なくとも半導体層及び全面電極を被覆していれば良く、パッド電極上にパッド電極の上面視での形状を成す開口部を有し、開口部ではパッド電極の表面が露出している。保護膜の開口部内で露出したパッド電極表面には、導電性部材が形成され、パッケージの導体配線等と接続され、通電される。保護膜の開口部の形状は、特に限定されるものではなく、パッド電極表面に導電性部材を形成することができる形状や大きさであれば良い。そうすることで素子の上面を好適に保護することができる。また、各パッド電極上の開口部が独立した形状とすると、導電性部材の位置ずれ等による各パッド電極間の短絡を防止でき、短絡し難い素子とできる。
（パッド電極）
【００４６】
パッド電極は、円形又は一部曲線にされた矩形、それ以外にも、三角形、四角形等の多角形等の種々の形状とすることができる。パッド電極の大きさは、好ましくは６０μｍ以下であり、ワイヤボンディング、又はバンプ、共晶接合等の実装を行える大きさとする。図１１に、導電性ワイヤ１５をワイヤボンディングした半導体発光素子の断面図を示す。この図に示すように、ストッパ部材をパッド電極上で偏心させた位置に設けることで、導電性ワイヤ１５をボンディングする領域をパッド電極上に確保できる。
【００４７】
パッド電極は、ワイヤボンディング、バンプ、又は共晶接合等の接合に適した金属材料から形成するのが好ましい。また、これらのパッド電極は単一の金属材料から形成することもできるが、２つ以上の層を積層した構造にすることもできる。
【００４８】
なお、パッド電極が半導体層と直接接触する場合、パッド電極の最下層は、半導体層とオーミック接続できる材料を選択する必要がある。又は、半導体層とパッド電極との間に全面電極を形成することにより、パッド電極のオーミック接触を可能にすることもできる。
（全面電極）
【００４９】
全面電極は、金属薄膜や、導電性酸化物から形成することができる。金属薄膜としては、Ｎｉ／Ａｕ等の金属を厚さ５０〜３００Åの薄膜にしたものが好適である。また、導電性酸化物膜としては、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）及びマグネシウム（Ｍｇ）からなる群から選択された少なくとも１種の元素を含む酸化物膜が適している。具体的には、ＺｎＯ、ＡＺＯ（ＡｌドープＺｎＯ）、ＩＺＯ（ＩｎドープＺｎＯ）、ＧＺＯ（ＧａドープＺｎＯ）、Ｉｎ2Ｏ3、ＩＴＯ（ＳｎドープＩｎ2Ｏ3）、ＩＦＯ（ＦドープＩｎ2Ｏ3）、ＳｎＯ2、ＡＴＯ（ＳｂドープＳｎＯ2）、ＦＴＯ（ＦドープＳｎＯ2）、ＣＴＯ（ＣｄドープＳｎＯ2）、ＭｇＯ等が挙げられる。これらの材料は、物理的成膜方法（蒸着、スパッタ、パルスレーザアブレージョン（ＰＬＤ）等）や、化学的成膜方法（ゾルゲル、スプレー等）によって成膜することができる。全面電極の形状としては、矩形状の格子状、ストライプ状等開口部を有する形状としても良い。
また、この全面電極は、半導体層とオーミック接触用のパッド電極との間を接続し配線する配線部材として用いることができる。
【００５０】
（ストッパ部材）
【００５１】
ストッパ部材は、半導体発光素子の電気・光学特性を測定する際、プローブ針のパッド電極上の滑り量を抑制し、プローブ針がパッド電極上にとどまるための部材である。これにより、プローブ針がパッド電極上で滑ることによる保護膜破損の恐れを軽減するとともに、測定異常を回避している。
【００５２】
ストッパ部材は、ストッパとなるある程度の高さを有し、さらに保護膜と同一か、保護膜以上の高さであることが好ましい。
【００５３】
ストッパ部材には絶縁性材料、好ましくはＳｉＯ2が用いられるが、パッド電極と同一材料又はその他の金属でも形成することができ、その材料は特に限定されない。ストッパ部材を保護膜と同一材料とし、また保護膜と同一の高さに形成する場合、製造工程で保護膜をエッチングするだけでストッパ部材を設けることができるため、新たな工程が不要となる利点が得られる。また、ストッパ部材が金属から成る場合は、より頑丈で、導電性を有するものとなる。このため、ブローブ針が滑ってもストッパ部材でしっかりとどまることができる。さらに、プローブ針がストッパ部材の上に乗ったり引っ掛かったりしたとしても、半導体発光素子の電気・光学特性を測定することができる。
（基板）
【００５４】
基板は、半導体層をエピタキシャル成長させるのに適した材料から形成され、基板の大きさや厚さ等は特に限定されない。窒化物半導体のエピタキシャル成長に適した基板としては、サファイア、スピネル等の絶縁性基板や、ＳｉＣ、窒化物半導体（例えば、ＧａＮ等）等の導電性基板が挙げられる。
（半導体発光素子の製造方法）
【００５５】
次に、本発明に係る半導体発光素子の製造方法について説明する。なお、以下に説明する以外の事項については、一般的な半導体発光素子の製造方法と同様である。
【００５６】
まず、基板２０上に、導電型の異なる半導体層を有する半導体層１１を積層する。次に、フォトレジストやＳｉＯ2等を用いて半導体層１１上にマスクを形成し、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によって一方の導電型半導体層を露出させる。マスクを除去した後、他方の導電型半導体層上に全面電極１４を形成し、露出した半導体層上と全面電極１４上にそれぞれパッド電極１０を設け、保護膜１２で素子上面を覆う。そして、パッド電極１０の上面領域に開口部及びストッパ部材１３となるパターンをつけ、エッチングによりパッド電極１０に開口部及びストッパ部材１３を同時に形成する。最後に、基板２０（ウエハ）を割断して個々の素子に分割すれば、半導体発光素子が完成する。
【００５７】
なお、ストッパ部材１３が金属である場合、素子上面を保護膜１２で覆い、エッチングによりパッド電極１０の開口部を形成した後、ストッパ部材１３を設ける工程が異なる以外は、上記製造方法と同様にして、ストッパ部材１３を有する半導体発光素子を得ることができる。
＜実施例１＞
【００５８】
実施例１の半導体発光素子を、図７及び図８に基づいて説明する。図７は、第四の実施形態に係る半導体発光素子を示す概略平面図である。図８は、第四の実施形態に係る半導体発光素子を示し、図７のＩＶ−ＩＶ’線における概略断面図である。
【００５９】
実施例１の半導体発光素子２１は、基板２０と、基板２０上に成長させる半導体層１１と、半導体層１１に電流を供給するパッド電極１０と、半導体層１１とオーミック接触用のパッド電極１０との間を接続し配線する全面電極１４と、パッド電極１０を周囲から電気的に絶縁し、半導体層１１及び全面電極１４を保護する保護膜１２と、パッド電極１０上に保護膜１２から離間するストッパ部材１３とを有する。
【００６０】
この半導体発光素子２１は、サファイア基板２０上に、半導体層１１が設けられる。半導体層１１は、ＧａＮを用いたバッファ層（下地層）を設けて、その上に、ＧａＮ系化合物半導体を用いた活性層を含む積層構造を形成する。半導体層１１は、具体的には、ｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層をこの順に積層する複数の半導体層で構成される多層構造からなる。
【００６１】
ｎ型半導体層の一部の領域においては、その上に積層された活性層及びｐ型半導体層が除去され、さらにｎ型半導体層自体の厚さ方向の一部が除去されて露出しており、その露出したｎ型半導体層上にｎ側パッド電極が形成されている。
【００６２】
ｐ型半導体層上には、ほぼ全面に、ＩＴＯからなる導電性酸化物膜である全面電極１４が形成されており、この全面電極１４上の一部にｐ側パッド電極が形成されている。
【００６３】
ｎ側及びｐ側パッド電極は同一材料から成り、Ｒｈ、Ｗ、Ａｕをこの順に積層して形成される。
【００６４】
半導体発光素子２１の上表面はＳｉＯ2から成る保護膜１２で覆われている。各パッド電極の上面は保護膜１２の開口部を有し、各パッド電極の上面の一部が露出している。各パッド電極の上面露出部には、保護膜１２から離間し半弧状を成すストッパ部材１３がそれぞれ設けられる。ストッパ部材１３は保護膜１２と同一材料であるＳｉＯ2から成り、保護膜１２と同じ高さとなるように設けられる。
【００６５】
この実施例１の半導体発光素子は、以下の製造方法により作製される。
（半導体層１１の形成）
【００６６】
サファイア基板２０の上に、ＭＯＶＰＥ反応装置を用い、ＧａＮを用いたバッファ層を設け、その上にｎ型半導体層としてｎ型コンタクト層及びｎ型クラッド層、活性層、ｐ型半導体層としてｐ型クラッド層及びｐ型コンタクト層をこの順に成長させ、ウエハを作製する。得られたウエハを反応容器内で、窒素雰囲気中、６００℃にてアニールし、ｐ型クラッド層及びｐ型コンタクト層をさらに低抵抗化する。
（ｎ型半導体層露出部の形成）
【００６７】
アニール後、ウエハを反応容器から取り出し、最上層のｐ型コンタクト層の表面に所定の形状のマスクを形成し、エッチング装置でマスクの上からエッチングし、ｎ型コンタクト層の一部を露出させる。
（全面電極１４の形成）
【００６８】
マスクを除去した後、スパッタ装置にウエハを設置し、Ｉｎ2Ｏ3とＳｎＯ2との焼結体からなる酸化物ターゲットをスパッタ装置内に設置する。スパッタ装置によって、ウエハのｐ型コンタクト層のほぼ全面に、導電性酸化物膜としてＩＴＯ膜を形成し、全面電極１４とする。
（ｐ側パッド電極、ｎ側パッド電極の形成）
【００６９】
全面電極１４上の一部に、蒸着法及びフォトリソグラフィ法を用いて金属から成る略円形状のｐ側パッド電極を形成する。また、ｎ型半導体層からなるｎ型コンタクト層の表面上にも、ｐ側パッド電極と同一材料からなる略円形状のｎ側パッド電極を形成する。同一の材料を用いることで工程を少なくすることができるが、異なる材料を用いても何ら問題はない。
（ストッパ部材１３の形成）
【００７０】
半導体発光素子２１の上表面に保護膜１２となるＳｉＯ2を成膜し、各パッド電極開口部及びストッパ部材１３となる所定のパターンを有するマスクを形成する。このとき、一対のストッパ部材１３はそれぞれ保護膜１２から離間し、保護膜１２のパッド電極開口部の形状に沿って半弧状であり、最短距離となって向かい合うようにする。エッチング後、レジストを剥離すると、パッド電極上面に保護膜１２の開口部及び保護膜１２と同一材料ＳｉＯ2から成り、保護膜１２と同一の高さのストッパ部材１３が同時に設けられる。
【００７１】
以上のようにして得られるウエハを所定の箇所で分割することにより、半導体発光素子２１を得る。半導体発光素子２１は、ストッパ部材１３によって保護膜破損を抑制できるため、外観歩留りに優れたものとすることができる。
＜実施例２＞
【００７２】
実施例２の半導体発光素子について説明する。実施例２の半導体発光素子は、実施例１の半導体発光素子において、ｎ側及びｐ側パッド電極が同一材料から成り、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｕをこの順に積層して形成される以外は、実施例１と同様に構成される。
＜実施例３＞
【００７３】
実施例３の半導体発光素子について説明する。実施例３の半導体発光素子は、実施例１の半導体発光素子において、ストッパ部材１３が金属から成り、ストッパ部材１３を以下のようにして形成した以外は、実施例１と同様に構成される。
（ストッパ部材１３の形成）
【００７４】
半導体発光素子２１の上表面にＳｉＯ2を成膜し、各パッド電極開口部となる所定のパターンを有するマスクを形成しエッチングして、各パッド電極上面に開口部を有する保護膜１２を形成する。エッチング後、レジストを剥離し、パッド電極露出部にパッド電極と同一材料からなる金属を少なくとも一つ有する金属を成膜して、各パッド電極の開口部にそれぞれストッパ部材１３となる所定のパターンを有するマスクを形成し、エッチング又はリフトオフする。このとき、一対のストッパ部材１３はそれぞれ保護膜１２から離間し、保護膜１２のパッド電極開口部の形状に沿って半弧状であり、最短距離となって向かい合うようにする。エッチング後、レジストを剥離すると、パッド電極上面露出部に、金属からなるストッパ部材１３が設けられる。
【００７５】
このようにして作製した実施例１及び２の半導体発光素子について、保護膜破損発生及び光出力を、参考例と比較した。実施例１及び２では、パッド電極１０の開口部径を４３μｍとし、パッド電極１０の上面にストッパ部材１３を設けた。一方、参考例としては、実施例１の半導体発光素子において、パッド電極１０の開口部径が６０μｍであり、パッド電極１０の上面にストッパ部材１３を設けない以外は、実施例１と同様に試作した。これら実施例１及び２並びに参考例について光出力をそれぞれ算出し、参考例に対する実施例１及び２の光出力の比率を比較した。結果を表１に示す。
【００７６】
【表１】
2011111642.tif 000003
【００７７】
実施例１及び２ではストッパ部材１３が設けられているため、保護膜破損は見られなかった。また、パッド電極１０の開口部径が小さくなったことにより、実施例１及び２では参考例と比較してそれぞれ光出力が向上したことを確認した。加えて、パッド電極１０の材料は、要望に応じて適宜選択することができるため、全面電極１４や半導体層１１とのさらなる密着、信頼性の向上が期待できる。
【００７８】
以上のことから、パッド電極上にストッパ部材を設けることにより、プローブ針による保護膜破損を抑制し、外観歩留りに優れた半導体発光素子を得ることができる。さらに、パッド電極の小径化を可能にし、光取り出し効率が向上することが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、ＬＥＤやＬＤ等のあらゆる半導体発光素子に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１０…パッド電極
１１…半導体層
１２…保護膜
１３…ストッパ部材
１４…全面電極
１５…導電性ワイヤ
２０…基板
２１…半導体発光素子
３０…プローブ針痕
ＰＢ…プローブ針
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図９】
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【国際調査報告】
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